齒輪工程技術(shù)路線圖 助推實(shí)現(xiàn)強(qiáng)國(guó)夢(mèng)

近幾年，我國(guó)重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)建設(shè)工程，如發(fā)電、高速機(jī)車、礦山機(jī)械、大型工程機(jī)械、大型船舶、鉆井平臺(tái)及航空航天等，對(duì)重大裝備的需求越來(lái)越多，對(duì)與之配套的齒輪及其齒輪箱也提出了更多、更新的要求。在經(jīng)歷了20多年的快速發(fā)展后，我國(guó)已名副其實(shí)的成為齒輪生產(chǎn)大國(guó)，但離強(qiáng)國(guó)的目標(biāo)還相去甚遠(yuǎn)。國(guó)際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)秘書長(zhǎng)羅百輝認(rèn)為，目前我國(guó)齒輪行業(yè)還不能完全滿足重點(diǎn)行業(yè)和重點(diǎn)工程的配套要求，行業(yè)的總體技術(shù)水平僅相當(dāng)于發(fā)達(dá)國(guó)家20世紀(jì)90年代后期的水平。因此，齒輪及齒輪箱的制造已經(jīng)成為制約我國(guó)一系列重大裝備研制的瓶頸問(wèn)題。

　　“十二五”期間，齒輪及傳動(dòng)裝置被列為發(fā)展重點(diǎn)。這也是我國(guó)從齒輪大國(guó)變成齒輪強(qiáng)國(guó)的關(guān)鍵期。齒輪行業(yè)包括工業(yè)齒輪、車輛齒輪和齒輪裝備制造三個(gè)方面。齒輪強(qiáng)國(guó)的標(biāo)志不僅包括齒輪技術(shù)和齒輪質(zhì)量的一流，同時(shí)也包括齒輪制造裝備的世界水平。在我國(guó)從齒輪大國(guó)轉(zhuǎn)變成齒輪強(qiáng)國(guó)過(guò)程中，齒輪制造裝備的水平提升處在關(guān)鍵地位。

　　齒輪的加工可以采用從銑削、滾齒、插齒到磨齒的多種工藝技術(shù)。因此，我們從工藝角度便可以分析目前我國(guó)齒輪加工技術(shù)及裝備的現(xiàn)狀，以及與國(guó)外的差距。

　　機(jī)床：———銑削機(jī)床。齒輪銑床因其效率低在中小模數(shù)圓柱齒輪加工中很少使用，但在大型圓柱齒輪加工中得到一定應(yīng)用，特別是內(nèi)齒圈的加工。特大型齒輪因數(shù)量少，銑削加工是主要方式。國(guó)內(nèi)有多家企業(yè)生產(chǎn)這類機(jī)床。目前，國(guó)內(nèi)使用的齒輪銑床跟國(guó)外的差距相對(duì)較小。

　　———滾齒機(jī)。滾齒是圓柱齒輪加工的主要手段，用于粗加工和半精加工，適用于加工各種直、斜齒輪等。大型內(nèi)齒圈的滾齒加工也展現(xiàn)出較好的前景。目前國(guó)產(chǎn)高速滾齒機(jī)和大型滾齒機(jī)與國(guó)外先進(jìn)滾齒機(jī)差距較大，但十幾米的特大型滾齒機(jī)我國(guó)已具有世界水平。

　　———插齒機(jī)。其效率比滾齒機(jī)低，主要用作內(nèi)齒圈、雙聯(lián)或多聯(lián)齒輪的加工。目前國(guó)產(chǎn)插齒機(jī)水平與世界先進(jìn)水平差距較大。

　　———磨齒機(jī)。成型磨和蝸桿砂輪磨是中模數(shù)齒輪精加工的主要方式;成型磨齒是大型圓柱齒輪精加工的主要形式，雖然1.2米的蝸桿砂輪磨齒機(jī)已經(jīng)出現(xiàn)?，F(xiàn)代數(shù)控磨齒機(jī)能實(shí)現(xiàn)齒面的任意三維拓?fù)湫扌巍?guó)內(nèi)大型磨齒機(jī)市場(chǎng)幾乎讓Hofler、 Niles、Gleason等國(guó)際著名公司占領(lǐng)了。目前國(guó)產(chǎn)中模數(shù)磨齒機(jī)與國(guó)外的差距不大，但大型磨齒機(jī)的水平與國(guó)外的差距甚大。

　　刀具：齒輪刀具包含有三要素：幾何設(shè)計(jì)、材料和鍍層?？傮w上，國(guó)內(nèi)齒輪刀具企業(yè)在刀具的宏觀設(shè)計(jì)方面尚佳，但在修形等細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)方面與國(guó)外存在較大的差距。鍍層是刀具壽命的關(guān)鍵要素，而齒輪刀具鍍層設(shè)備大部分還依賴進(jìn)口。此外，齒輪刀具要達(dá)到世界先進(jìn)水平還需要在創(chuàng)新方面做出更多的努力。

　　測(cè)量?jī)x器：國(guó)外：基于電子展成方法的中小模數(shù)齒輪測(cè)量技術(shù)已經(jīng)成熟，典型儀器CNC 齒輪測(cè)量中心得到普遍應(yīng)用，測(cè)量精度穩(wěn)定在三級(jí)，部分項(xiàng)目可達(dá)二級(jí);大齒輪測(cè)量通常采用大型齒輪測(cè)量中心和三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，可測(cè)齒輪直徑已達(dá)6米;集成在齒輪機(jī)床上齒輪在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)已成為機(jī)床特別是大型磨齒機(jī)的組成部分;耦合在齒輪生產(chǎn)線上、結(jié)合機(jī)械手自動(dòng)上下料的齒輪快速分選測(cè)量機(jī)成為車輛齒輪現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的主導(dǎo)設(shè)備。

　　國(guó)內(nèi)：中模數(shù)齒輪測(cè)量中心相對(duì)成熟，測(cè)量精度穩(wěn)定在四級(jí)，部分項(xiàng)目可達(dá)三級(jí);最大齒輪測(cè)量中心的可測(cè)齒輪直徑為2米;集成式在機(jī)測(cè)量系統(tǒng)處在研發(fā)階段;耦合在車輛齒輪生產(chǎn)線上的齒輪快速分選測(cè)量機(jī)已投入生產(chǎn);我國(guó)獨(dú)創(chuàng)的齒輪整體誤差測(cè)量?jī)x器近20年沒(méi)得到發(fā)展，其傳統(tǒng)應(yīng)用市場(chǎng)不斷在縮小;沒(méi)有滿足齒輪測(cè)量的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，小模數(shù)齒輪測(cè)量?jī)x器和大齒輪測(cè)量?jī)x器幾乎全部進(jìn)口。

　　而微型齒輪和特大齒輪直徑6米以上測(cè)量在國(guó)內(nèi)外都是技術(shù)難題，正在探索中。大齒輪量值傳遞更是世界性難題。

　　“裝備強(qiáng)則齒輪強(qiáng)”羅百輝表示，目前我國(guó)齒輪加工成套裝備，在外觀造型、規(guī)格參數(shù)、主要功能等方面均取得了長(zhǎng)足進(jìn)步，成功解決了從無(wú)到有的難題;特別是國(guó)家科技重大專項(xiàng)“高檔數(shù)控機(jī)床與基礎(chǔ)制造裝備”對(duì)齒輪制造裝備的支持，使我國(guó)一部分齒輪裝備的水平與世界頂級(jí)產(chǎn)品的差距得到縮小。但是，我國(guó)仍有一些齒輪制造裝備是空白，并且現(xiàn)有的裝備在可靠性、穩(wěn)定性、精度保持性、加工效率、智能化水平等多方面仍存在較大差距，要最終達(dá)到國(guó)際水平，還需在多層面上開(kāi)展系統(tǒng)性的工藝研究及技術(shù)創(chuàng)新。

　　針對(duì)現(xiàn)有差距及未來(lái)齒輪產(chǎn)品制造對(duì)關(guān)鍵工藝裝備的需求，我國(guó)《齒輪工程技術(shù)路線圖》中列出了齒輪加工關(guān)鍵工藝裝備的發(fā)展目標(biāo)：

　　開(kāi)發(fā)高精、高效、大型數(shù)控圓柱齒輪磨齒機(jī)和圓錐齒輪磨齒機(jī)，改變我國(guó)大型、高檔磨齒機(jī)依賴進(jìn)口的局面。

　　開(kāi)發(fā)干式滾齒機(jī)和硬齒面滾齒機(jī)，開(kāi)發(fā)大型錐齒輪銑齒機(jī)等專用銑齒機(jī)床。

　　開(kāi)發(fā)高效滾齒刀具，研發(fā)刀具涂層材料和技術(shù)，擴(kuò)大硬質(zhì)合金、CBN刀具的應(yīng)用;開(kāi)發(fā)材料切除率高、壽命長(zhǎng)、修整頻率低的磨齒砂輪。

　　開(kāi)發(fā)高檔數(shù)控感應(yīng)淬火機(jī)床，開(kāi)發(fā)新型智能、高效、低耗、環(huán)保的齒輪滲碳、滲氮等熱處理設(shè)備。

　　開(kāi)發(fā)基于激光跟蹤測(cè)量技術(shù)和室內(nèi)激光雷達(dá)等技術(shù)的特大型齒輪在位測(cè)量系統(tǒng)，開(kāi)發(fā)基于光纖測(cè)頭的微型齒輪測(cè)量機(jī)，開(kāi)發(fā)結(jié)合機(jī)械手上下料的、耦合在齒輪生產(chǎn)線上的齒輪快速分選測(cè)量機(jī)等。

　　經(jīng)過(guò)未來(lái)的努力奮斗，突破高端產(chǎn)品技術(shù)，使我國(guó)齒輪產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到國(guó)際水平，完成從齒輪制造大國(guó)到齒輪強(qiáng)國(guó)的轉(zhuǎn)變，進(jìn)而使我國(guó)成為世界上齒輪產(chǎn)品的出口大國(guó)，這是中國(guó)齒輪行業(yè)的戰(zhàn)略任務(wù)。

　　為完成這個(gè)艱巨的任務(wù)，需要來(lái)自政府、行業(yè)和企業(yè)等多方面的支持和努力，更需要齒輪行業(yè)、企業(yè)自身持續(xù)不斷地自主創(chuàng)新。具體包括以下幾方面：

　　倡導(dǎo)以企業(yè)為主的“政產(chǎn)學(xué)研用”結(jié)合、組織聯(lián)合研究的協(xié)同創(chuàng)新模式，成立產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟。我國(guó)齒輪行業(yè)要形成一個(gè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)條件下的基礎(chǔ)研究、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、工藝與裝備研制體系。

　　加速齒輪標(biāo)準(zhǔn)制訂，并形成體系。

　　建立齒輪行業(yè)共性技術(shù)服務(wù)平臺(tái)，加快新技術(shù)、新工藝、先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的推廣應(yīng)用以及行業(yè)創(chuàng)新能力的提高。

　　建立齒輪產(chǎn)品檢測(cè)與可靠性服務(wù)平臺(tái)。

　　實(shí)施品牌戰(zhàn)略。這是樹立企業(yè)形象的重要手段，也是中國(guó)齒輪行業(yè)做強(qiáng)、走向世界的必由之路。

來(lái)源：機(jī)電在線

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